富水漂卵石地層盾構管片錯臺控制技術

張廣鵬/ZHANG Guang-peng

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 101100)

盾構法是目前隧道施工安全系數及工作效率最高的工法之一。盾構法隧道襯砌結構為預制混凝土管片，采用螺栓固定，每塊管片間安裝止水條，管片的規格根據隧道直徑、曲線半徑、內部二次結構形式以及盾構拼裝方式等因素決定。施工過程中，管片拼裝質量的優劣直接影響結構的防水性能及結構穩定性。

本文依托成都地鐵6 號線2 標盾構隧道的施工，針對盾構成型管片錯臺問題進行分析研究，經過不斷試驗，總結出一套處治措施，為類似盾構工程，提供參考和借鑒。

1 工程概況

成都地鐵6 號線2 標共3 站4 區間，區間全長6 335m，采用4 臺土壓平衡盾構機施工。區間主要穿越地層為中密卵石層<2-9-3>，上覆土為稍密卵石層<2-9-2>；地層疏松、顆粒級配差，地層中細微顆粒較少，膠結度極差，卵石含量80%以上，根據現場篩分，粒徑20～50cm的漂卵石含量在24%左右，漂石最大粒徑大于80cm，含量大于10%，車站開挖中曾挖出長徑大于1m 的漂石。地下水受河道影響，水量較大，透水能力強，滲透系數25md。

2 管片結構

襯砌管片由3 個標準塊（B)、2 個連接塊（L)、1 個封頂塊（F)組成，如圖1 所示，管片設計強度為C50P10。管片種類分為：左轉環、右轉環和標準環，通過左、右兩種轉彎環管片拼裝來適應線路曲線，轉彎環楔形量38mm，管片錯縫拼裝，管片間采用22 根M27 螺栓固定。

圖1 盾構管片襯砌環

3 管片錯臺情況

3.1 管片錯臺

盾構始發后，拼裝的管片在盾尾內基本滿足錯臺要求，脫出盾尾后，連續出現較大錯臺，部分存在破損情況。選取31～40 環的管片進行垂直姿態及錯臺統計，如表1 所示。

表1 管片錯臺統計表 (單倍：mm)

3.2 錯臺原因分析

1)拼裝人員水平參差不齊，造成拼裝錯臺。

2)掘進時急于糾偏，螺桿工沒有及時復緊，造成管片不均勻受力錯臺，盾尾與管片間隙過小，新一環無法正常拼裝，被動形成錯臺。

3)脫出盾尾的管片受未凝固漿液及豐富的地下水影響上浮，形成錯臺。

4 控制技術

4.1 拼裝控制

1)拼裝前，結合盾尾間隙大小和推進油缸行程，確定擬安裝管片點倍。

2)拼裝時，從底部開始拼裝。拼裝機緩慢行駛及旋轉，避免管片發生磕碰，出現破碎或是止水膠條斷裂。

3)管片初步就倍后，采用管片卡尺對管片錯臺進行量測，進而再做相應調節拼裝，保證相鄰管片錯臺滿足要求，最后控制油缸頂進，穩定管片。

4.2 掘進控制

1)盾構推力作用在管片上會產生一個不利于管片對齊的分力，這個分力會加劇管片錯臺量。在推進調整姿態時必須微調，盡量使推力垂直管片截面，減小不利分力。

2)推力不可過小，若盾構推力過小，會降低管片間約束，加劇管片錯臺。

3)螺栓復緊頻次必須嚴格要求，一般要復緊3 次以上，盡量采用專用快速工具復緊，防止人工復緊不到倍。

4.3 控制管片上浮

4.3.1 調整同步注漿參數

1)縮短漿液初凝時間 提高漿液凝固速度，增加漿液中水泥用量，將初凝時間由原來的6h 調整到4h。

2)提高漿液稠度 在砂漿中適當添加增稠劑，提高砂漿稠度，增強對地下水的抗沖刷能力。調制完成后第一時間將漿液注入地層，防止結塊堵塞管路。

3)提高注漿量 為保證盾尾后空隙的填充密實，將注漿系數調整到250%以上，保證充填飽滿。

調整后同步注漿參數如表2 所示。

表2 增稠型同步砂漿漿液配比表

4.3.2 雙液注漿

1)雙液注漿 推進過程中或是盾構拼裝時期，在盾尾后2 環以上的管片上部逐環進行雙液注漿，充分填充上部空隙。

2)加大雙液注漿密度和注漿量 將雙液注漿頻率逐步由5 環一注提高至2 環一注，雙液注漿的點倍一般控制在2～11 點之間，注漿量則控制在0.3～0.5m3左右，雙液注漿比例按1∶1配置，初凝時間基本控制在30s 左右，在上浮量較大的區段，縮短初凝時間到10～15s。

3)推進中進行雙液注漿 可以有效避免盾尾被雙液漿包裹凝固，同時提高管片周邊地層穩定性。

5 控制效果

5.1 錯臺控制效果

經過及時采用以上施工措施后，區段管片錯臺監測數據如表3 所示。

表3 采取處治措施后管片錯臺統計 (單倍：mm)

在嚴格執行以上施工措施情況下，管片錯臺得到了有效控制，24h 測量值也穩定5mm 左右，基本解決了管片錯臺的問題。

5.2 存在的問題

1)由于增稠后漿液稠度較高，容易在漿液罐中粘連掛壁，結成砂漿團，堵塞漿液罐、漿液車和注漿管路，使得無法抽漿或無法注漿，因此要定期及時清理漿罐和漿液車。

2)由于在配比中提高了水泥含量，縮短了初凝時間，因此必須保證連續掘進，如遇到不能連續掘進的情況時，首先要考慮漿液棄置的問題。增稠后的砂漿初凝時間大約可以控制在4h 以內，超出初凝時間則漿液會在漿液罐中凝固，造成清理困難。

6 結語

本文依托成都地鐵6號線2標盾構隧道施工，對盾構成型管片錯臺問題進行了研究，分析了管片錯臺的原因，并從拼裝、掘進、上浮控制等方面采取相應的施工措施。

實踐證明，使用雙液漿補充注漿，可以有效解決管片上浮問題，建議類似工程施工中主動使用雙液注漿對管片壁后進行補充注漿，降低管片的上浮幾率，進而控制管片錯臺，提高隧道成型質量。